太行山南麓栓皮栎人工林密度对林木生长的影响

贾长荣，任迎丰，姚浩，李晓晨，王爱国

（济源市林业局，河南 济源 459000）

太行山南麓栓皮栎人工林密度对林木生长的影响

贾长荣，任迎丰，姚浩，李晓晨，王爱国

（济源市林业局，河南 济源 459000）

为确定太行山南麓栓皮栎人工林合理的造林密度，以河南省国有济源市大沟河林场30年生的6种不同密度的栓皮栎人工林作为研究对象，采用样地调查方法，对不同密度的栓皮栎人工林的林木生长指标进行调查。结果表明，栓皮栎的林分密度与平均树高、平均胸径、平均冠幅和单株平均材积关系密切。平均树高、平均胸径、平均冠幅和单株平均材积均随着林分密度的逐渐增大而减小。太行山南麓30年生的栓皮栎人工林的最佳林分密度应控制在1 400株/hm2，有利于栓皮栎林木的生长。

栓皮栎人工林；林分密度；林木生长；最佳林分

栓皮栎（Quercus variabilis）属于壳斗科栎属落叶乔木，是太行山区防护林和水源涵养林的主要造林树种之一。其适应性强，耐干旱、贫瘠，根系发达，枝叶茂盛，具有良好的涵养水源和保持水土的生态功能[1]。本文通过对济源市大沟河林场30年生栓皮栎人工林造林密度与林分生长关系进行研究，以确定其合理的林分密度，为太行山南麓栓皮栎人工林的合理经营提供科学依据。

1 研究区概况

河南省国有济源市大沟河林场地处太行山南麓，黄河小浪底库区北岸（112°24′～112°32′E，34°58′～35°04′N）。该区属暖温带大陆性季风气候，多年平均气温14.3℃，≥10℃的活动积温为4 539.6℃，全年平均日照时数为2 375.4 h，多年平均降水量641.7 mm，其中7～9月份降水量占全年降水量的54.25%，但年际变化较大，且季节分布不均。试验地海拔高300～380 m之间，土壤为褐土，土层厚度为15～40 cm，pH值一般为7.0～7.5之间。主要造林树种为栓皮栎、侧柏、刺槐等乔木，林下植被多为荆条、扁担木、酸枣等小灌木及蛇葡萄、堇菜、雀儿舌头等草本植被。

2 研究方法

2.1 样地设置

在查询林场造林资料的基础上，结合二类调查数据，通过实地考察，选择坡度、坡向、土壤性质等立地条件相似，并具有代表性的6种林分密度（800株/hm2、1 000株/hm2、1 400株/hm2、1 800株/hm2、2 400株/hm2、3 000株/hm2）30年生的栓皮栎人工林，在6种林分密度下设置规格为20 m×20 m的标准样地8块，共计48个样地。

2.2 调查方法

在样地内对所有栓皮栎进行每木检尺，详细记录每株树的树高、胸径、冠幅、枯死木等林木生长指标。其中，用带有标度的测杆测定林木的树高，当树高超过11 m时，用手持布鲁莱测高器测定其树高；采用胸径尺测量其树木1.3 m处直径；采用米尺测量其树木冠幅东西、南北两个方向的直径，然后取两者的平均值作为树木的冠幅；所有样地数据采集工作于2013年8月～10月进行。

2.3 数据处理与分析

根据调查树木的树高和胸径，利用《河南省主要树种立木材积及形高表》查算立木材积[2]，用其结果推算不同密度栓皮栎林分的生长情况。本文所采集数据均在Excel 2003中进行数据处理。

3 结果与分析

3.1 林分密度对树高的影响

从图1中可以看出，栓皮栎人工林的林分密度与平均树高呈负相关关系，其回归方程为：y =40.892x-0.264，相关指数为0.950 1。当栓皮栎人工林的林分密度从800株/hm2增加到3 000株/hm2时，平均树高由9.2 m减小到6.9 m，这说明随着栓皮栎林分密度的增加其平均树高逐渐减小。这与童书振等对杉木[3]的研究结果相一致，但是与徐勃等对青杨[4]的研究结果不同，这不仅与不同树木种类直接影响林木的高度有关，还与其树木生长的立地条件、环境因素等有关。

3.2 林分密度对胸径的影响

栓皮栎人工林各样地林分胸径的测量结果表明，栓皮栎的胸径随着林分密度的增大逐渐减小。当密度从800株/hm2增至3 000株/hm2时，胸径下降了4.5 cm。由此可知，栓皮栎的胸径生长与林分密度有密切的关系。由图2可知，30年生栓皮栎人工林随着林分密度的增加其胸径却在逐渐的减小，其回归方程为：Y = -3.093Ln（x）+32.095，相关指数为0.940 4。也就是说栓皮栎胸径与林分密度呈负相关关系，这与对西南桦[5]、青杨[4]、杉木[6]、油松[7-8]和水曲柳[9]等树种的研究得出的结果相一致。

不同密度条件下，栓皮栎胸径生长显现出的差异，可能是由于土壤养分、水分及太阳辐射等因素的不同而造成的。高密度林分条件下，林木间竞争养分、水分等环境因子的状况加剧，同时林分密度大导致林木生长空间减小，从而造成林木的胸径减小；而低密度林分条件下，林木间竞争较小，林木个体拥有了足够的营养供给，所以林木的胸径较大。3.3 林分密度对冠幅的影响

栓皮栎人工林的林分密度从800株/hm2增加到3 000株/hm2时，平均冠幅由5.8 m减小到2.3 m（图3）。

栓皮栎的林分密度与冠幅也呈负相关关系，其回归方程为：y =7.441 5e-0.0004x，相关指数为0.975。原因是随着林分密度的减少，林分及林地的光照条件得到充分的改善，增加了林木的个体营养空间，树冠得到迅速扩展，使得树冠的体积增大，枝叶量增加，大幅度提高了林木制造有机物的同化“工厂”的能力。同时地表温度的升高，促进了土壤微生物的活动，加速了死地被物的分解，提高了土壤的肥力，树木可以得到更多的营养供给。

3.4 林分密度对单株材积的影响

栓皮栎的林分密度由800株/hm2增加到3 000株/hm2时，其单株平均材积从0.049 m3逐渐减少到0.013 m3（图4）。进一步分析可知，林分密度为800株/hm2的单株平均材积是林分密度3 000株/hm2单株平均材积的3.77倍，由此可知，在林龄和立地条件相同的条件下，林分密度越小，林木平均直径越大，平均材积也就越大。相反，林分密度越大，平均材积也就越小，林分密度对林木单株生长具有一定的制约作用[10]。由图4可知，30年生栓皮栎人工林的林分密度与单株材积呈负相关关系，其回归方程为：Y = 43.058x-1.02，相关指数为0.971 9。结合图2可知，林分密度对单株材积生长的影响和它对胸径生长的影响具有一致性。这是因为高密度林分中林木个体较多，个体之间存在严重的相互竞争，造成林木生长受到一定的限制，从而导致单株生长量下降的缘故，由此可知，随着林分密度的增加林木单株材积逐渐减小。

3.5 林分密度对蓄积量的影响

林分蓄积量等于平均单株材积与林分密度的乘积，其值取决于这两个因素中哪个因素居于支配地位。栓皮栎蓄积量随着林分密度的增加呈现出先增加后减小的变化趋势（图5）。从中还可以看出，当林分密度为2 400株/hm2时，栓皮栎蓄积量最小，为36.40 m3/hm2。林分密度为1 400株/hm2时，栓皮栎蓄积量为最高，达到54.00 m3/hm2，这说明30年生的栓皮栎人工林的最佳林分密度为1 400株/hm2。

4 结论

通过对6种不同密度30年生栓皮栎人工林的调查分析表明，栓皮栎的林分密度与平均树高、平均胸径、平均冠幅和单株平均材积关系密切。随着林分密度的逐渐增大，平均树高、平均胸径、平均冠幅和单株平均材积均逐渐减小，其相关指数均大于0.9，这说明林分密度能显著影响栓皮栎人工林个体的生长。

根据林分密度与蓄积量的分析可知，当栓皮栎的林分密度为1400株/hm2时，蓄积量为最高（54.00m3/hm2），这说明太行山南麓低山丘陵区30年生的栓皮栎人工林的最佳林分密度为1400株/hm2，这样有利于栓皮栎林木的生长。

[1]罗伟祥，张文辉，黄一钊，等.中国栓皮栎 [M].北京:中国林业出版社，2009.

[2]光曾云，邢铁牛.河南省主要树种立木材积及形高表[M].郑州: 黄河水利出版社，1998.

[3]童书振，盛炜彤，张建国.杉木林分密度效应研究 [J].林业科学研究，2002，15（1）:66-75.

[4]徐勃，张仕清.同仁地区青杨速生丰产林几种常用造林密度对生长的影响 [J]. 青海大学学报（自然科学版），2002，20（20）: 8-10.

[5]郑海水，黎明，王炳根，等.西南桦造林密度与林木生长的关系[J]. 林业科学研究，2003，16（1）: 81-86.

[6]林开敏，余新妥，邱尔发，等.杉木造林密度生长效应规律的研究[J]. 福建林学院学报，1996，16（1）: 53-56.

[7]韩照日格图，白静，田有亮，等.大青山区油松人工林密度对林木生长影响的研究 [J]. 内蒙古农业大学学报，2007，28（4）: 67-70.

[8]李晓宏，高甲荣，张金瑞，等.密云水库油松人工林的林分密度与生长因子 [J]. 浙江林学院学报，2010，27（60）: 821-825.

[9]田宇明，王庆成，王鹏，等.水曲柳造林密度与林分生长的关系[J]. 林业科技，2009，34（5）：17-20.

[10]张怡春，兰湛，王丽艳，等.长白落叶松人工林密度效应模型的研究[J].吉林林业科技，2000，2（2）:21-23.

（责任编辑：杨婷婷）

Effects of Density on the Growth of Quercus variabilis Plantations at the Southern Foot of Taihang Mountains

JIA Changrong，Ren Yingfeng，YAO Hao，LI Xiaochen，WANG Aiguog
（Forestry Bureau of Jiyuan City，Jiyuan 459000，Henan，China）

In this paper，6 densities of 30-year-old Quercus variabilis plantations on Dagouhe State-owned Forest Farm in Jiyuan City，Henan Province were used as the study objects in order to determine the rational forestation density of the plantations at the southern foot of Taihang Mountains.A sample-plot survey was made on the growth indexes of the plantations with different densities.The results showed that there was a close correlation between the stand density and the mean tree height，mean DBH，mean canopy diameter and the single mean volume.The mean tree height，mean DBH，mean canopy diameter and the single mean volume decreased with the progressive increase of the stand density.The optimum stand density of the 30-year-old Quercus variabilis plantations at the southern foot of Taihang Mountains should be controlled at 1400/hm2，which would be conducive to their growth.

Quercus variabilis plantations;Stand density;Tree growth;Optimum stands

S792.18

A

2095-0152（2015）01-0048-03

2014-12-19

2015-01-13

贾长荣（1975-），男，工程师，主要从事森林培育工作。E-mail：jcr750801@126.com